皇甫勇兵

摘 要：在充分研究現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求和互聯(lián)網(wǎng)+時代的前提下，分析了《單片機(jī)》課程教學(xué)中存在的問題，并有針對性地提出相應(yīng)的改革辦法，以期探索出一種符合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；教學(xué)模式；互聯(lián)網(wǎng)+時代；職業(yè)教育

中圖分類號：G420；G718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.127

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來，人們的生產(chǎn)方式和工作方式也在逐步轉(zhuǎn)變，慢慢形成了“勞動光榮，技能寶貴，創(chuàng)造偉大”的新時代風(fēng)尚。高職教育為國家深化改革、創(chuàng)新發(fā)展、促進(jìn)大眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和國家現(xiàn)代化建設(shè)提供了有力的人才支撐，其釋放的人才紅利進(jìn)一步推動了國家經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級，改善了民生。

與此同時，高職教育教學(xué)改革也進(jìn)入了深水區(qū)。如何更好地利用互聯(lián)網(wǎng)+時代的相關(guān)技術(shù)開展教學(xué)；如何實現(xiàn)專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求的對接、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程的對接、畢業(yè)證書與職業(yè)資格證書的對接、職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)的對接，成為了當(dāng)前高等職業(yè)教育改革的重要突破口和切入點。

在工科高職高專院校中，由于課程體系結(jié)構(gòu)和市場需求量大，所以，大部分專業(yè)都開設(shè)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門課程，而且該課程還是專業(yè)核心課程之一。鑒于此，急需探索一條適合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的規(guī)律，以適應(yīng)新的教學(xué)要求和教學(xué)模式。通過相關(guān)研究和實踐，總結(jié)了一種以課程資源整合為核心，理實一體化教學(xué)模式為實踐教學(xué)的《單片機(jī)》教學(xué)新模式。經(jīng)過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，這種教學(xué)模式的教學(xué)效果比原有教學(xué)模式的教學(xué)效果好。這種教學(xué)模式不僅能夠使學(xué)生真正掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，還能滿足互聯(lián)網(wǎng)+時代下對人才的需求。

1 改革前《單片機(jī)》課程存在的問題

多年來，高職高專院校的《單片機(jī)》課程采用的都是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即先在教室里講理論，再到實訓(xùn)室中做一些功能性的驗證實驗。但是，學(xué)生學(xué)完《單片機(jī)》課程后，并不能真正掌握單片機(jī)實踐技能。這種教學(xué)模式不能滿足市場對這類人才的需要。鑒于此，分析出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下幾點。

1.1 教學(xué)內(nèi)容比較陳舊

目前，大多數(shù)高職高專學(xué)校的《單片機(jī)》課程都是將MCS-51系列單片機(jī)作為目標(biāo)器件。雖然51系列的單片機(jī)在不斷地改進(jìn)，速度和內(nèi)部資源也在不斷提升，但是，隨著微電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，8位的51單片機(jī)已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了更能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的單片機(jī)，其應(yīng)用范圍逐年擴(kuò)大，社會需求量也在逐年增長。因此，原有的51單片機(jī)方面的知識已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教育“五個對接”的要求。

另外，現(xiàn)在大多數(shù)高職院校在講授《單片機(jī)》課程時，所使用的編程語言是51匯編語言。這種匯編語言存在一定的局限性，學(xué)生不容易掌握，所以，它已經(jīng)不能滿足互聯(lián)網(wǎng)+時代對程序可移植性、通用性的要求。

1.2 教學(xué)方式不適應(yīng)《單片機(jī)》課程的特性

《單片機(jī)》課程是一門實踐性非常強的課程，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要不斷實踐。但是，傳統(tǒng)的《單片機(jī)》課程教學(xué)僅僅利用多媒體技術(shù)將理論知識轉(zhuǎn)換成PPT電子文檔。這樣做，雖然看起來比較形象，但是，并不能滿足《單片機(jī)》課程實踐性強的特點——學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中，沒有及時練習(xí)所學(xué)的單片機(jī)應(yīng)用技能，等理論講完后，僅僅按照教師給出的例程通過幾個學(xué)時的實驗去驗證一下。這樣根本不能滿足對學(xué)生單片機(jī)實踐能力培養(yǎng)提出的要求，而且還會使學(xué)生對《單片機(jī)》課程學(xué)習(xí)失去興趣。

互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)沒有與《單片機(jī)》教學(xué)相結(jié)合，沒有將單片機(jī)技術(shù)作為互聯(lián)網(wǎng)+“+”號后面的實體。雖然每個學(xué)校都有良好的網(wǎng)絡(luò)資源，但是，《單片機(jī)》課程作為計算機(jī)技術(shù)的一部分，與互聯(lián)網(wǎng)還有一段距離。

1.3 教學(xué)資源不統(tǒng)一

《單片機(jī)》課程需要《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》和《電路分析》等先修課程的支持。但是，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，并沒有將這些課程與《單片機(jī)》課程有機(jī)結(jié)合起來。各科教師只是按照各自課程的內(nèi)容授課，彼此獨立，等到學(xué)生學(xué)習(xí)《單片機(jī)》課程時，相關(guān)的基礎(chǔ)課程知識已經(jīng)忘記或者不知道如何使用。這就使得教授《單片機(jī)》課程的教師在講授相關(guān)知識時比較困難，進(jìn)而影響《單片機(jī)》課程的教學(xué)效果。

1.4 教師實踐技能有待提高

高職高專學(xué)校是培養(yǎng)應(yīng)用型高技術(shù)技能型人才的搖籃，它們培養(yǎng)出來的畢業(yè)生要具備快速適應(yīng)工作崗位操作需求的能力。鑒于此，不僅需要《單片機(jī)》課程內(nèi)容要與崗位技能對接，還要求授課教師要有較強的實踐能力。但是，現(xiàn)在大多數(shù)高職院校的教師都是高等院校的畢業(yè)生，他們?nèi)狈嵺`經(jīng)驗，授課時很少能夠?qū)⒗碚撆c實踐相結(jié)合。這樣，讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)《單片機(jī)》課程的興趣。

2 資源整合，實現(xiàn)理實一體化

針對傳統(tǒng)《單片機(jī)》課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求，充分利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，提出了以一塊自行開發(fā)的單片機(jī)學(xué)習(xí)板為中心，整合相關(guān)課程資源，用理實一體方式學(xué)習(xí)《單片機(jī)》課程的新模式。這種新模式的具體內(nèi)容包括以下幾方面。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新

比較多種單片機(jī)的性能，結(jié)合市場、企業(yè)對單片機(jī)應(yīng)用技能的需求，將原有51系列的單片機(jī)更換為美國微星公司的PIC單片機(jī)，并以此為目標(biāo)器件，因為PIC單片機(jī)的CPU采用的是RISC結(jié)構(gòu)。采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，具有運行速度快，工作電壓低，功耗低，輸入、輸出直接驅(qū)動能力較大，價格低，一次性編程，體積小，適用范圍廣，自帶看門狗定時器，可以提高程序運行的可靠性，睡眠和低功耗模式等特點。另外，PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場中的排名逐年靠前，其發(fā)展速度非?？?。這些都符合現(xiàn)代職業(yè)教育“五個對接”的要求。

2.2 用C語言替代匯編語言

因為C語言是面向用戶的高級語言，所以，學(xué)生不需要過多了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令體系，只要學(xué)會單片機(jī)外圍引腳和內(nèi)部資源的應(yīng)用技能即可。這樣做，學(xué)生不僅能夠擺脫枯燥的指令系統(tǒng)，還能在有限的課時中學(xué)習(xí)更多的單片機(jī)應(yīng)用技能。

2.3 開發(fā)PIC單片機(jī)實驗板

通過這塊實驗板將原來零散的課程資源或知識有機(jī)結(jié)合起來。大一時，學(xué)生在PROTEUS仿真軟件上學(xué)習(xí)實驗板上各個單元電路的畫圖技術(shù)和仿真技術(shù)，以體會電路分析、模擬電子的實際應(yīng)用情況。另外，將原有焊接產(chǎn)品的內(nèi)容改成實驗板的焊接，讓學(xué)生在練習(xí)焊接技術(shù)的同時學(xué)習(xí)單片機(jī)在實驗板上下載驗證或開發(fā)等內(nèi)容。這樣做，將原來相互獨立的《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》《電路分析》與《單片機(jī)》課程資源有機(jī)結(jié)合起來，進(jìn)一步提高了《單片機(jī)》的教學(xué)質(zhì)量。

2.4 落實理實一體的教學(xué)模式

將互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)引入《單片機(jī)》教學(xué)中，真正落實了理實一體的教學(xué)模式，無限延伸有限的課堂教學(xué)空間。理實一體的教學(xué)模式增加了學(xué)生練習(xí)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的次數(shù)，能讓學(xué)生將知識轉(zhuǎn)換為實驗板上各種器件的動作，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)將《單片機(jī)》課堂延伸出去，能讓學(xué)生了解單片機(jī)的發(fā)展，了解社會、企業(yè)對單片機(jī)應(yīng)用技能人才提出的要求，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。

2.5 培養(yǎng)任課教師的實踐能力

大力培養(yǎng)任課教師的實踐能力，鼓勵教師積極參與校企合作項目的研發(fā)。每年安排相關(guān)教師到企業(yè)實踐鍛煉，并要求他們將企業(yè)中的項目帶回來或參與到企業(yè)項目改造中。這樣，不僅能夠提高任課教師的實踐能力，還能使他們更好地指導(dǎo)學(xué)生實訓(xùn)或?qū)嵺`。

2.6 鼓勵學(xué)生參加各種電子設(shè)計競賽

競賽可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識進(jìn)行理論設(shè)計的能力，創(chuàng)新意識、獨立工作的能力和實驗綜合技能。在此過程中，要求學(xué)生要熟練掌握《電子技術(shù)》等課程的基本概念、基本電路、基本分析和設(shè)計方法，還要非常熟悉單片機(jī)系統(tǒng)的芯片選型和硬件設(shè)計。這樣才能快速提供完整的系統(tǒng)解決方案，并進(jìn)行程序設(shè)計。同時，還要求學(xué)生具備很強的動手實踐能力，由他們獨立完成機(jī)械裝配和調(diào)試工作，迅速判斷故障，并調(diào)試電路。如果他們做不到，就無法按時完成設(shè)計任務(wù)。

2.7 改變考核方式

改變《單片機(jī)》課程的考核方式和內(nèi)容，側(cè)重于對學(xué)生應(yīng)用、創(chuàng)新能力的考核。過去，《單片機(jī)》課程的考核只注重理論知識——在考前，學(xué)生會花很多時間死記硬背書中的原理知識，最后考試成績都很好。但是，大多數(shù)高分學(xué)生只知其然而不知其所以然，就連運用單片機(jī)實現(xiàn)一個簡單的系統(tǒng)都不會，出現(xiàn)了“高分低能”的情況?！秵纹瑱C(jī)》是一門實踐性很強的課程，教師應(yīng)該將實踐環(huán)節(jié)納入考核中，加大實踐環(huán)節(jié)在成績中所占的比例。這樣做，有利于教師真正了解學(xué)生對知識的掌握情況，并且能夠從一定程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣。另外，考核形式也不應(yīng)只拘泥于筆試。比如，考核總成績?yōu)?00分，它可由3部分組成，即理論知識（30分）、實驗（30分）和大作業(yè)（40分）。其中，大作業(yè)是教師為學(xué)生提供幾個用單片機(jī)來實現(xiàn)相關(guān)設(shè)計的題目，讓學(xué)生在限定的時間內(nèi)、在課外獨立完成，而教師則根據(jù)學(xué)生的實踐情況為他們的答辯評分。

3 效果與改進(jìn)

《單片機(jī)》教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新是為了適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展的要求。將互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)引入日常的教育中，能進(jìn)一步提高《單片機(jī)》課程的教學(xué)質(zhì)量。緊緊把握將分散的課程資源有機(jī)整合的線路，利用理實一體的教學(xué)方法，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)提高《單片機(jī)》課程的質(zhì)量，將原有的教學(xué)模式改為符合“五個對接”要求的先進(jìn)教學(xué)模式。這樣做，不僅能為國家培養(yǎng)應(yīng)用型、高技術(shù)技能型人才，同時，也提高了教師的科研能力，最終實現(xiàn)了高職教育的特色。

〔編輯：白潔〕

Abstract： This paper analyzes the development of modern vocational education and the premise of the Internet + era， this paper analyzes the single chip microcomputer curriculum teaching problems， and to propose the corresponding reform measures， in order to explore the development of modern vocational education teaching mode.

Key words： single chip microcomputer； teaching mode； Internet + era； vocational education